modul aplikasi komputasi proses penggunaan … aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi...
TRANSCRIPT
![Page 1: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/1.jpg)
MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES
PENGGUNAAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)
PADA SIKLON SEBAGAI PEMISAH PADATAN-GAS
OLEH
NOVI SYLVIA, ST, MT
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MALIKUSSALEH
2016
![Page 2: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/2.jpg)
SIKLON
Siklon merupakan salah satu peralatan yang paling umum digunakan untuk mengendalikan
emisi debu dari aliran gas pada proses industri. Meskipun perkembangan rekayasa saat ini telah
memungkinkan untuk mengaplikasikan siklon, misalnya sebagai pengering dan reaktor, namun
aplikasi utama siklon tetap pada bidang pengendalian pencemaran udara di mana efisiensi yang
tinggi diperlukan untuk memenuhi peraturan yang diterapkan. Dibandingkan dengan alat
pengendali polusi udara yang lain, siklon lebih disukai karena kesederhanaan dari desainnya,
tidak mahal, biaya pemeliharaan rendah, dan kemampuan beradaptasi untuk berbagai kondisi
operasi seperti pada suhu dan tekanan tinggi. Meskipun siklon sering digunakan sebagai tempat
akhir pengumpulan di mana partikel yang berukuran besar ingin dipisahkan, siklon juga umum
digunakan sebagai pra-pembersih sebagai kolektor yang lebih efisien seperti elektrostatik
presipitator, scrubber atau kain saringan (Swamee dkk, 2009).
Pada modul ini kita akan membagi kita bagian pengerjaan:
1. Pembuatan geometri simple siklon dengan GAMBIT.
2. Meshing
3. Run Fluent simulation.
Berikut ditunjukkan data kondisi batas pada tabel 1 dan data dimensi siklon yang akan
digunakan.
Tabel 1. Kondisi batas
![Page 3: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/3.jpg)
Gambar 1. Dimensi siklon
1. Pembuatan Geometry
a. Geometry ─ Volume ─ Create Volume ─ Cylinder
Enter height =0,5, radius 1=0,3, radius 2 = 0,3
Press apply.
b. Geometry ─ Volume ─ Create Volume ─ Frustum
Enter height =1, radius 1=0,3, radius 2 = 0,3, radius 3 = 0,1
Press apply.
c. Geometry ─ Volume ─ Move/Copy/Align
Select dengan mouse frustum: Pick volume 2, check move, translate enter x=0,1, Y = 0,
Z=0,5 press apply
![Page 4: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/4.jpg)
d. Geometry ─ Volume ─ Create Volume─ Cylinder
Enter height =0,05, radius 1=0,1, radius 2 = 0,1
Press apply.
e. Geometry ─ Volume ─ Move/Copy/Align
Select dengan mouse cylinder: Pick volume 3, check move, translate enter x=0, Y = 0,
Z=1,5 press apply
f. Geometry ─ Volume ─ Create Volume ─Cylinder
Enter height =0,15, radius 1=0,2, radius 2 = 0,2
Press apply.
g. Geometry ─ Volume ─ Move/Copy/Align
Select dengan mouse cylinder: Pick volume 4, check move, translate enter x=0, Y = 0,
Z=1,55 press apply
h. Geometry ─ Volume ─ Create Volume ─Cylinder
Enter height =0,8, radius 1=0,1, radius 2 = 0,1
Press apply.
i. Geometry ─ Volume ─ Move/Copy/Align
Select dengan mouse cylinder: Pick volume 5, check move, translate enter x=0, Y = 0,
Z=-0,2 press apply
j. Geometry ─ Volume ─ Create Volume ─Brick
Enter Width=0,2, Dept =0,7, Height 2 = 0,2
Press apply.
![Page 5: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/5.jpg)
k. Geometry ─ Volume ─ Move/Copy/Align
l. Select dengan mouse cylinder: Pick volume 6, check move, translate enter x=0.2, Y =
0.35, Z=0.1 press apply
m. Geometry ─ Volume ─ Booelan Operation ─ Unite
Select semua volume kecuali volume 5: Pick volume 1,2, 3, 4 dan 6. Press apply
n. Geometry ─ Volume ─ Booelan Operation ─ Subtract
Select volume hasil akhir operation : volume 1. Select dengan mouse sisa volume kecuali
volume 5 check retain under substract volume. Press apply
o. Geometry ─Face ─ Connect/ Disconnect Faces ─ Connect
Gambar 2. Connect Face
![Page 6: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/6.jpg)
Gambar 3. boundary condition
Penentuan Kondisi batas seperti gambar 3.
a. Zones ─ Specify Boundary Types ─ In ─ Velocity Inlet
Pick entity :face, face inlet siklon seperti ditunjukkan gambar 3
b. Zones ─ Specify Boundary Types ─ Out ─ Out Flow
![Page 7: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/7.jpg)
Pick entity :face, face outflow siklon seperti ditunjukkan gambar 3
c. Zones ─ Specify Boundary Types ─ Ash ─ Wall
Pick entity :face, face ash siklon seperti ditunjukkan gambar 3
![Page 8: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/8.jpg)
Procesur Meshing
2. Meshing Geometry
a. Mesh─face
Pick face, select smua face
Select elements: Tri
Select Type : Pave
Check spacing : Apply
Enter interval size 0,5
Press Apply.
b. Mesh ─ Volume
Pick volume, select smua volume
Select elements: Tet/hybrid
Select Type : Tgrid
uncheck spacing : Apply
Press Apply.
c. File ─ Export ─ Mesh
3. Setting Fluent Parameters
a. File ─ Read ─ Case
b. Define ─ Models ─ Solver
c. Define ─ Models ─ Viscous
d. Define ─ Discrete Phase Model
Point Properties
Turbulen Dispersion
e. Define ─ Materials
Density for air
Density for inert particle ash
f. Define ─ Operating Condition
g. Define ─ Boundary Condition
Zone ─ In , Press Set
Zone ─ Ash , Press Set
Zone ─ Wall, Press Set
h. Solve ─ Controls ─ Solution
i. Solve ─ Initialize ─ Initialize...., Press Init
j. Solve ─ Monitor ─ Residual
k. File ─ Write ─ Case
4. Performing Calculation
![Page 9: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/9.jpg)
a. Solve ─ Iterate
b. Display ─ Contours
X Coordinat
![Page 10: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/10.jpg)
Y Coordinat
Z Coordinat
![Page 11: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/11.jpg)
c. Surface ─ Plane
d. Display ─ Grid
![Page 12: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/12.jpg)
e. Display ─ Contours
Select Pressure
Select Draw Grid
![Page 13: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/13.jpg)
Select Velocity Magnitude
f. Display ─ Particle Tracks
![Page 14: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/14.jpg)
Activated Draw Grid
Deselect Track Single Particle Stream
With Velocity Magnitude 7,98
![Page 15: MODUL APLIKASI KOMPUTASI PROSES PENGGUNAAN … Aplikasi... · 2020. 8. 24. · modul aplikasi komputasi proses penggunaan computational fluid dynamic (cfd) pada siklon sebagai pemisah](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062611/612fe7861ecc51586943c034/html5/thumbnails/15.jpg)
With Velocity Magnitude 10.8